JP6636408B2 - クラッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、クラッチ装置、特に、２つのクラッチ部を有するクラッチ装置に関する。

クラッチ装置の一例として、モータサイクル用クラッチ装置がある。モータサイクル用クラッチ装置は、一般的に、クラッチハウジングと、回転体と、クラッチ部とを有している。クラッチハウジングはエンジンのクランク軸側に連結され、回転体はトランスミッション側に連結される。クラッチ部は、クラッチハウジングと回転体との間で、摩擦係合したり摩擦係合を解除したりすることによって、トルクを伝達又は遮断する。このクラッチ部は、摩擦力を向上させるために、複数枚のドライブプレートと複数のドリブンプレートとを有している。

特開２０１３−１８５６７５号公報

特許文献１に示されるように、従来のモータサイクル用クラッチ装置は、ドライブプレート及びドリブンプレートを増やすことによってトルク伝達容量を向上させている。ここで、トルク伝達容量をさらに増加させるために、複数のクラッチ部を設けることも考えられる。しかし、各クラッチ部を出力側の部材に連結させるための構造が必要になり、構成が複雑になってコストの増加を招く。

本発明の課題は、複数のクラッチ部を設けて十分なトルク伝達容量を確保するとともに、構成を簡単にすることにある。

（１）本発明に係るクラッチ装置は、動力が入力される入力側の部材と動力が出力される出力側の部材との間に配置される装置である。このクラッチ装置は、クラッチハウジングと、第１出力部材と、第２出力部材と、第１クラッチ部と、第２クラッチ部と、係合部と、を備えている。クラッチハウジングは入力側の部材に連結可能である。第１出力部材は出力側の部材に連結可能である。第２出力部材は第１出力部材と軸方向に並べて配置されている。第１クラッチ部はクラッチハウジングと第１出力部材との間で動力の伝達及び遮断を行う。第２クラッチ部はクラッチハウジングと第２出力部材との間で動力の伝達及び遮断を行う。係合部は第１出力部材と第２出力部材とを回転不能に係合する。

この装置では、クラッチハウジングに入力されたトルクは、第１クラッチ部を介して第１出力部材に伝達される。第１出力部材は出力側の部材に連結可能であるので、第１出力部材に伝達されたトルクは出力側の部材に伝達される。

一方、クラッチハウジングに入力されたトルクは、第２クラッチ部を介して第２出力部材に伝達される。ここで、第１出力部材と第２出力部材とは係合部によって回転不能に係合しているので、第２出力部材に伝達されたトルクは係合部を介して第１出力部材に伝達され、第１出力部材から出力側の部材に伝達される。

ここでは、第１クラッチ部及び第２クラッチ部によってトルクを伝達しているので、十分なトルク伝達容量を確保できる。また、第１出力部材と第２出力部材とは係合部によって回転不能に係合されているので、第２出力部材については出力側の部材に連結させるための構造が不要になり、構成が簡単になる。

（２）好ましくは、第１クラッチ部はクラッチハウジングの内周部と第１出力部材の外周部との間に設けられている。また、第２クラッチ部はクラッチハウジングの内周部と第２出力部材の外周部との間に設けられている。

ここでは、クラッチハウジングの内周部と第１及び第２出力部材の外周部との間に第１及び第２クラッチ部が配置されているので、装置全体をコンパクトにすることができる。

（３）好ましくは、第１クラッチ部はテーパ状の第１受圧面及び第１受圧面に押圧される第１摩擦面を有する。また、第２クラッチ部はテーパ状の第２受圧面及び第２受圧面に押圧される第２摩擦面を有する。

ここでは、クラッチ部としてコーンクラッチを用いているので、くさび力によって十分な摩擦力、すなわちクラッチトルク伝達容量を確保できる。また、従来の多板型のクラッチに比較してコストを抑えることができる。

ここで、コーンクラッチにおいて、１つの摩擦面で十分なトルク容量を確保するためには、受圧面及び摩擦面のテーパ角度を小さくする必要がある。しかし、テーパ角度を小さくし過ぎると、くさび力が過大になり、摩擦面が受圧面に貼り付いてクラッチが切れにくくなる。

一方、クラッチの切れを良くするためには、テーパ角度を大きくする必要がある。しかし、テーパ角度を大きくすると、必要なトルク容量を確保できなくなるために、受圧面に対する摩擦面の押し付け荷重を大きくする必要がある。このように押し付け荷重を大きくすると、クラッチを切るために必要な操作力、すなわち、クラッチレバーの操作荷重が大きくなって操作が困難になる。

しかし、本発明では、２つのコーンクラッチによって２面の摩擦面を設けているので、押し付け荷重を大きくすることなく、必要なトルク容量を確保することができる。

（４）好ましくは、第１及び第２クラッチ部は、クラッチハウジングとともに回転し、内周面に第１及び第２受圧面を有するクラッチシューを有する。

ここでは、クラッチシューを設けているので、クラッチシューの各受圧面の仕様を変えることによって、広範囲な仕様に対応することができる。

（５）好ましくは、クラッチハウジングは、円板部と、円板部の外周部から軸方向に延びて形成されるとともにハウジング側係合部を有する筒状部と、を有している。そして、クラッチシューは、外周部にハウジング側係合部と係合するシュー側係合部を有する。

ここでは、クラッチハウジングとクラッチシューとが別体で形成され、各係合部を介して連結されている。このため、各部材の製造が容易になる。

（６）好ましくは、第１出力部材は、外周部に第１摩擦面が設けられた第１摩擦部を有するプレート状の部材である。また、第２出力部材は、外周部に第２摩擦面が設けられた第２摩擦部を有するプレート状の部材である。

ここでは、第１及び第２出力部材の外周部に、２つのコーンクラッチを構成する摩擦部が形成されている。このため、構成が簡単になる。

（７）好ましくは、係合部は、複数の爪と、複数の孔と、を有する、爪は第１及び第２出力部材の一方に形成されている。孔は、第１及び第２出力部材の他方に形成され、爪が係合する。この場合は、係合部の構成が簡単になる。

（８）好ましくは、第１出力部材とともに出力側の部材に連結可能なハブをさらに備え、第２出力部材はハブに連結されていない。

ここでは、第２出力部材は係合部によって第１出力部材に係合されているので、第２出力部材に、ハブにトルクを伝達するための構造を設ける必要がなく、構造が簡単になる。

（９）好ましくは、第１受圧面及び第１摩擦面は、軸方向の第１側に向かって径が小さくなるテーパ状である。また、第２受圧面及び第２摩擦面は、軸方向の第２側に向かって径が小さくなるテーパ状である。

ここでは、第１及び第２クラッチ部が軸方向に占めるスペースをコンパクトにすることができる。

以上のような本発明では、複数のクラッチ部を設けて十分なトルク伝達容量を確保することができるとともに、出力側の部材との連結部分の構成を簡単にすることができる。

本発明の一実施形態によるモータサイクル用クラッチ装置の断面図。 図１の装置の正面部分図。 図１の装置の断面部分図。 図１の装置の断面部分図。

図１はクラッチ装置の一例としてのモータサイクル用クラッチ装置の断面図、図２はモータサイクル用クラッチ装置の正面部分図である。なお、以下の説明において、「軸方向」とは図１の左右方向を示し、「軸方向内側」（第１側）とは図１の左側を示し、「軸方向外側」（第２側）とは図１の右側を示す。

［全体構成］
モータサイクル用クラッチ装置は、エンジンのクランク軸からの動力をトランスミッションに伝達するとともに、レリーズ機構の操作によって動力伝達を遮断するためのものである。このクラッチ装置は、クラッチハウジング１と、クラッチシュー２と、出力部材３と、クラッチ制御部４と、を備えている。

［クラッチハウジング１］
クラッチハウジング１は、円板部６及び筒状部７を有し、入力ギア８に連結されている。入力ギア８は、エンジン側のクランク軸に固定された駆動ギア（図示せず）に噛み合っており、エンジンから動力が入力される。

円板部６には、中心部にトランスミッションの軸が挿入される孔６ａが形成されている。また、円板部６の径方向の中間部には、軸方向内側に突出する複数の突起部６ｂが円周方向に所定の間隔で形成されている。突起部６ｂの周囲には弾性部材１０が装着され、この突起部６ｂ及び弾性部材１０が、入力ギア８に形成された孔８ａに挿入されている。

また、円板部６の径方向中間部には、スプリング支持部６ｃが形成されている。このスプリング支持部６ｃと入力ギア８の側面に固定された支持プレート１１によって、スプリング１２が支持されている。スプリング１２は、クラッチハウジング１と入力ギア８とを回転方向に弾性的に連結している。なお、支持プレート１１はボルト１３及びナット１４によってクラッチハウジング１の突起部６ｂの先端に固定されている。支持プレート１１の内周部には、入力ギア８の側面との間に皿ばね１５が配置されている。

筒状部７は、円板部６の外周縁から軸方向外側に延びるように形成されている。この筒状部７には、軸方向に延び、軸方向外側に開放する複数の切欠き７ａ（ハウジング側係合部）が円周方向に所定の間隔で形成されている。

［クラッチシュー２］
クラッチシュー２は、環状の部材であり、クラッチハウジング１の筒状部７の内周面に沿うように配置されている。クラッチシュー２は、図２及び図３に示すように、複数の爪２ａ（シュー側係合部）と、第１受圧面２ｂと、第２受圧面２ｃと、を有している。

複数の爪２ａは、クラッチシュー２の外周面に、さらに外周側に突出するように形成されている。複数の爪２ａは、円周方向に所定の間隔で配置されており、各爪２ａは、クラッチハウジング１の筒状部７に形成された切欠き７ａに係合している。これにより、クラッチシュー２は、クラッチハウジング１に対して、軸方向に移動自在で、かつ回転不能である。

第１受圧面２ｂは、クラッチシュー２の内周面において軸方向外側の半分の領域に形成されている。第１受圧面２ｂは、クラッチシュー２の軸方向外側の端面から軸方向内側に向かって径が小さくなるテーパ状に形成されている。

第２受圧面２ｃは、クラッチシュー２の内周面において軸方向内側の半分の領域に形成されている。第２受圧面２ｃは、クラッチシュー２の軸方向内側の端面から軸方向外側に向かって径が小さくなるテーパ状に形成されている。

［出力部材３］
出力部材３は、クラッチハウジング１の内周部に収容されており、クラッチセンタ２１（第１出力部材）と、プレッシャプレート２２（第２出力部材）と、ハブ２３と、を有している。クラッチセンタ２１及びプレッシャプレート２２は、いずれも鉄製のプレート材を板金加工して形成されている。

クラッチセンタ２１は、図３に示すように、円板部２１ａ及び摩擦部２１ｂ（第１摩擦部）を有している。円板部２１ａの中央部にはスプライン孔２１ｃが形成されており、トランスミッションの軸にスプライン係合が可能である。また、円板部２１ａの径方向中間部には、４つの貫通孔２１ｄと、４つの爪２１ｅ（係合部の一部）と、が円周方向に所定の間隔で形成されている。４つの爪２１ｅは、円板部２１ａの一部を、プレッシャプレート２２側に切り起こして形成されている。摩擦部２１ｂは、円板部２１ａの外周部を軸方向外側に折り曲げて形成されている。摩擦部２１ｂは、クラッチシュー２の第１受圧面２ｂに対向しており、第１受圧面２ｂと同じ傾斜を有するテーパ状に形成されている。摩擦部２１ｂの外周面には環状の第１摩擦材２５が固定されており、この第１摩擦材２５の表面が第１摩擦面２５ａとなっている。

プレッシャプレート２２は、クラッチセンタ２１の軸方向内側に、クラッチセンタ２１と対向して軸方向に移動自在に配置されている。プレッシャプレート２２は円板部２２ａ及び摩擦部２２ｂ（第２摩擦部）を有している。円板部２２ａの内周部には、４つの貫通孔２２ｄが円周方向に所定の間隔で形成されている。また、円板部２２ａの径方向中間部には、クラッチセンタ２１の爪２１ｅに対応して円周方向に長い孔２２ｅ（係合部の一部）が形成されている。この孔２２ｅには爪２１ｅが係合しており、これによりプレッシャプレート２２はクラッチセンタ２１と同期して回転する。摩擦部２２ｂは、円板部２２ａの外周部を軸方向内側に折り曲げて形成されている。摩擦部２２ｂは、クラッチシュー２の第２受圧面２ｃに対向しており、第２受圧面２ｃと同じ傾斜を有するテーパ状に形成されている。摩擦部２２ｂの外周面には環状の第２摩擦材２６が固定されており、この第２摩擦材２６の表面が第２摩擦面２６ａとなっている。

なお、第１及び第２摩擦材２５，２６は同じ材質であり、ここでは乗用車等に用いられる４輪車用の摩擦材が使用されている。

ハブ２３は、環状の部材であり、クラッチセンタ２１の内周部の軸方向内側の側面に当接するように、かつプレッシャプレート２２の内周部に配置されている。図３に示すように、ハブ２３の内周部には、スプライン孔２３ａが形成されている。スプライン孔２３ａはトランスミッションの軸に係合可能である。なお、プレッシャプレート２２の内周部とハブ２３とは連結されておらず、プレッシャプレート２２はハブ２３に対して軸方向にいづ自在である。

以上のように、クラッチセンタ２１はスプライン孔２１ｃによってトランスミッションの軸に連結可能である。また、プレッシャプレート２２は、クラッチセンタ２１の爪２１ｅとプレッシャプレート２２の孔２２ｅとによって互いに係合している。したがって、クラッチセンタ２１とプレッシャプレート２２とは同期して回転し、これらに伝達されたトルクはトランスミッションの軸に伝達されることになる。

なお、ハブ２３の側面とクラッチハウジング１の内周部の側面との間には、図１に示すように、スラストプレート２７が配置されている。

［第１及び第２コーンクラッチＣ１，Ｃ２］
以上のような構成では、クラッチシュー２の第１受圧面２ｂと、クラッチセンタ２１の外周部に形成された摩擦部２１ｂ及び第１摩擦面２５ａを有する第１摩擦材２５と、によって第１コーンクラッチＣ１（第１クラッチ部）が構成されている。また、クラッチシュー２の第２受圧面２ｃと、プレッシャプレート２２の外周部に形成された摩擦部２２ｂ及び第２摩擦面２６ａを有する第２摩擦材２６と、によって第２コーンクラッチＣ２（第２クラッチ部）が構成されている。

［クラッチ制御部４］
クラッチ制御部４は、クラッチセンタ２１の軸方向外側に配置されており、レリーズ部材３０と、４つのコイルスプリング４０と、を有している。

レリーズ部材３０は、図示しないレリーズ機構によって軸方向に移動させられる。レリーズ部材３０は、図４に示すように、環状の本体部３１と、４つの突起部３２と、を有している。環状の本体部３１は、内周部をレリーズ機構のロッド等が貫通可能である。突起部３２は、本体部３１と一体で形成され、本体部３１から軸方向内側に突出している。突起部３２はクラッチセンタ２１の孔２１ｄをプレッシャプレート２２側に向かって貫通している。突起部３２は、軸方向内側の先端部に所定の深さのねじ孔３２ａを有している。突起部３２の先端面はプレッシャプレート２２の軸方向外側の側面に当接している。そして、プレッシャプレート２２の軸方向内側の側面から孔２２ｄを通して軸方向外側に延びるボルト３４が、突起部３２のねじ孔３２ａに螺合している。これにより、レリーズ部材３０はプレッシャプレート２２に固定されている。

コイルスプリング４０は、図１、図４等に示すように、レリーズ部材３０の突起部３２の外周を囲むように配置されている。すなわち、コイルスプリング４０の内周部を突起部３２が貫通している。コイルスプリング４０の一端はレリーズ部材３０の本体部３１に当接し、他端はクラッチセンタ２１に当接している。
ここでは、レリーズ操作がなされていない中立状態で、コイルスプリング４０は圧縮された状態でレリーズ部材３０とクラッチセンタ２１との間に装着されている。このため、コイルスプリング４０は、クラッチセンタ２１を軸方向内側に付勢するとともに、プレッシャプレート２２を軸方向外側に付勢している。

［動作］
レリーズ操作がなされていない状態では、レリーズ部材３０とクラッチセンタ２１とは、互いに離れる方向にコイルスプリング４０によって付勢されている。レリーズ部材３０はレリーズ機構によって支持されているので、コイルスプリング４０によって、クラッチセンタ２１は軸方向内側に付勢され、レリーズ部材３０に固定されたプレッシャプレート２２は軸方向外側に付勢されている。この結果、第１摩擦面２５ａが第１受圧面２ｂに押圧され、第２摩擦面２６ａが第２受圧面２ｃに押圧される。すなわち、第１コーンクラッチＣ１及び第２コーンクラッチＣ２がクラッチオン（動力伝達状態）になる。

このような状態では、エンジンのクランク軸から入力ギア８等を介して入力されたトルクは、クラッチハウジング１から第１及び第２コーンクラッチＣ１，Ｃ２を介してクラッチセンタ２１及びプレッシャプレート２２に伝達される。

以上のようにしてクラッチセンタ２１に伝達されたトルクは、クラッチセンタ２１のスプライン孔２１ｃを介してトランスミッションの軸に伝達される。また、プレッシャプレート２２に伝達されたトルクは、プレッシャプレート２２の孔２２ｅとクラッチセンタ２１の爪２１ｅとからなる係合部を介してクラッチセンタ２１に伝達され、クラッチセンタ２１を介してトランスミッションの軸に伝達される。

一方、ライダーがクラッチレバーを握ると、その操作力はクラッチワイヤ等を介してレリーズ機構に伝達される。このレリーズ機構によって、レリーズ部材３０はコイルスプリング４０の付勢力に抗して軸方向内側に移動させられる。レリーズ部材３０が軸方向内側に移動させられると、レリーズ部材３０に固定されたプレッシャプレート２２も軸方向内側に移動する。このため、プレッシャプレート２２のクラッチシュー２（第２受圧面２ｃ）への押圧力が解除される。また、クラッチセンタ２１はハブ２３によって軸方向内側への移動が規制されているので、プレッシャプレート２２のクラッチシュー２への押圧力が解除されると、クラッチシュー２の第１受圧面２ｂと第１摩擦面２５ａとの間の押圧力も解除される。

以上のようにして、第１コーンクラッチＣ１及び第２コーンクラッチＣ２はクラッチオフ（動力伝達の解除：遮断）となる。このクラッチオフ状態では、クラッチハウジング１からの回転はクラッチセンタ２１及びプレッシャプレート２２には伝達されない。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

（ａ）前記実施形態では、クラッチセンタ２１の一部を利用して第１コーンクラッチＣ１を構成し、プレッシャプレート２２の一部を利用して第２コーンクラッチＣ２を構成したが、クラッチセンタ及びプレッシャプレートとコーンクラッチとを別々に構成してもよい。

（ｂ）前記実施形態では、クラッチハウジング１とクラッチシュー２とを別体で構成したが、クラッチハウジングの構成を工夫して、クラッチハウジングの一部に第１及び第２受圧面を形成してもよい。

（ｃ）前記実施形態では、１つのクラッチシュー２に第１及び第２受圧面２ｂ，２ｃを形成したが、２つのクラッチシューを設けて、それぞれに受圧面を形成してもよい。

（ｄ）前記実施形態のクラッチハウジング１、クラッチセンタ２１、プレッシャプレート２２、レリーズ部材３０の形状、構造は一例であって、種々の変形が可能である。また、クラッチセンタ２１の突起部３２の数、コイルスプリング４０の数などは一例であって、特に前記実施形態の数に限定されない。

（ｅ）前記実施形態では、クラッチ部としてコーンクラッチの例を示したが、他のタイプのクラッチであっても本発明を同様に適用することができる。

（ｆ）前記実施形態では、係合部をクラッチセンタ２１の爪２１ｅとプレッシャプレート２２の孔２２ｅとで構成したが、クラッチセンタ２１に孔を形成し、プレッシャプレート２２に爪を形成して係合部を構成してもよい。また、係合部は爪と孔とに限定されない。

（ｇ）前記実施形態では、クラッチ装置としてモータサイクル用クラッチ装置を例にとって説明したが、他の車両用あるいは動力機械のクラッチ装置にも本発明と同様に適用することができる。

１ クラッチハウジング
２ クラッチシュー
２ａ 爪（シュー側係合部）
２ｂ 第１受圧面
２ｃ 第２受圧面
３ 出力部材
６ 円板部
７ 筒状部
７ａ 切欠き（ハウジング側係合部）
２１ クラッチセンタ（第１出力部材）
２１ｅ 爪（係合部の一部）
２２ プレッシャプレート（第２出力部材）
２２ｅ 孔（係合部の一部）
２３ ハブ
２５ａ 第１摩擦面
２６ａ 第２摩擦面
Ｃ１ 第１コーンクラッチ（第１クラッチ部）
Ｃ２ 第２コーンクラッチ（第２クラッチ部）

Claims (9)

1. 動力が入力される入力側の部材と動力が出力される出力側の部材との間に配置されるクラッチ装置であって、
   前記入力側の部材に連結可能なクラッチハウジングと、
   前記出力側の部材に連結可能な第１出力部材と、
   前記第１出力部材と軸方向に並べて配置された第２出力部材と、
   前記クラッチハウジングと前記第１出力部材との間で動力の伝達及び遮断を行う第１クラッチ部と、
   前記クラッチハウジングと前記第２出力部材との間で動力の伝達及び遮断を行う第２クラッチ部と、
   前記第１出力部材と前記第２出力部材とを回転不能に係合する係合部と、
   を備えたクラッチ装置。
2. 前記第１クラッチ部は前記クラッチハウジングの内周部と前記第１出力部材の外周部との間に設けられ、
   前記第２クラッチ部は前記クラッチハウジングの内周部と前記第２出力部材の外周部との間に設けられている、
   請求項１に記載のクラッチ装置。
3. 前記第１クラッチ部はテーパ状の第１受圧面及び前記第１受圧面に押圧される第１摩擦面を有し、
   前記第２クラッチ部はテーパ状の第２受圧面及び前記第２受圧面に押圧される第２摩擦面を有する、
   請求項２に記載のクラッチ装置。
4. 前記第１及び第２クラッチ部は、前記クラッチハウジングとともに回転し、内周面に前記第１及び第２受圧面を有するクラッチシューを有する、請求項３に記載のクラッチ装置。
5. 前記クラッチハウジングは、円板部と、前記円板部の外周部から軸方向に延びて形成されるとともにハウジング側係合部を有する筒状部と、を有し、
   前記クラッチシューは、外周部に前記ハウジング側係合部と係合するシュー側係合部を有する、
   請求項４に記載のクラッチ装置。
6. 前記第１出力部材は、外周部に前記第１摩擦面が設けられた第１摩擦部を有するプレート状の部材であり、
   前記第２出力部材は、外周部に前記第２摩擦面が設けられた第２摩擦部を有するプレート状の部材である、
   請求項３から５のいずれかに記載のクラッチ装置。
7. 前記係合部は、
   前記第１及び第２出力部材の一方に形成された複数の爪と、
   前記第１及び第２出力部材の他方に形成され、前記爪が係合する複数の孔と、
   を有する、
   請求項１から６のいずれかに記載のクラッチ装置。
8. 前記第１出力部材とともに前記出力側の部材に連結可能なハブをさらに備え、
   前記第２出力部材は前記ハブに連結されていない、
   請求項１から７のいずれかに記載のクラッチ装置。
9. 前記第１受圧面及び前記第１摩擦面は、軸方向の第１側に向かって径が小さくなるテーパ状であり、
   前記第２受圧面及び前記第２摩擦面は、軸方向の第２側に向かって径が小さくなるテーパ状である、
   請求項３に記載のクラッチ装置。

Images